Вопрос напоминает знакомую головоломку о том, что тяжелее - килограмм свинца или килограмм перьев? Хотя в последнем случае это сложный вопрос, вопрос температуры гораздо сложнее.
Наши чувства не очень подходят для определения абсолютной температуры. Почему?
Мы воспринимаем нормальную температуру через кожу, когда мы касаемся объекта. (Я не рассматриваю случаи действительно высокой температуры, например, выше 650 градусов по Цельсию, которые мы даже видим, потому что такие объекты начинают заметно светить в видимой части электромагнитного спектра).
Два примера
Представьте себе забор вокруг домов. Заборы, как правило, есть деревянные, а есть и металлические. Однако при той же температуре воздуха (когда оба забора, по-видимому, имеют ту же температуру), металлический забор будет казаться нам прохладнее.
Пример воды и воздуха еще более очевиден. Если на улице 23 градуса, то, скорее всего, будет не очень холодно. Но постарайтесь попасть в воду, прогретую всего 23 градуса по Цельсию...
Почему мы так неправы в определении температуры?
Физика, конечно, - как почти всегда - виновата.
Температура объекта, как понимает физика, является объективным показателем того, насколько теплый объект и сколько энергии скрыто в нем. Тела состоят из молекул - и они движутся с разной скоростью в зависимости от того, насколько они теплые. Чем выше скорость молекул, тем выше их энергия.
Когда на два разных (объективно) теплых тела мы взаимодействуем, молекулы теплого тела в точке соприкосновения передают энергию молекулам более «прохладного собрата».
Пути назад не может, потому что то, чего нет, не может быть передано.
Поэтому тепло передается от более теплого объекта к более холодному.
Если прикоснуться руками (для простоты предположим температуру руки около 35 градусов по Цельсию) к более прохладному забору (или прохладной воде) - они передают через молекулы кожи тепло более прохладному объекту.
Молекулы, которые находятся непосредственно на поверхности объекта, нагреваются, увеличивая их кинетическую энергию - но она там не останется. Они передают свою энергию своим товарищам, которые находятся дальше от поверхности. Постепенно баланс устанавливается, когда два объекта термически объединены.
Трюк с разным восприятием температуры
... заключается в том, что не все материалы могут передавать тепло в их среде с одинаковой скоростью - они имеют различную теплопроводность. (Передача тепла также может происходить через поток газов и жидкостей.)
Воздух, который состоит из относительно изолированных и взаимосвязанных молекул, нагревается от вашей кожи быстрее, чем вода. Это смесь молекул, которые гораздо ближе друг к другу, чем они находятся в воздухе. Таким образом, они могут передавать энергию более эффективно.
В твердых телах (дерево, камень и т.д.) их молекулы еще ближе - логическим следствием является еще лучшая теплопроводность.
Еще лучше тепло внутри металлов. Они имеют регулярную структуру (их атомы расположены близко друг к другу и образуют сетку, вокруг которой свободные электроны "плавают"), которая также гораздо плотнее, чем в случае воды (жидкости) или воздуха (газа), но и многих других твердых тел. Поэтому металлы могут производить тепло не только передавая энергию друг другу отдельными атомами, но и электронами.
Поэтому, если мы касаемся металлического предмета, который тверже, чем мы сами, ощущение будет наиболее интенсивным. Металлические изделия от тепла нашей руки нагреваются быстрее и, следовательно, охлаждаются также, чем, скажем, дерево, которое (из-за его структуры) проводит тепло хуже.
То, что мы считаем температурой объектов — это просто наше чувство, вытекая из различных физических свойств объекта.
При одинаковой температуре нагретая металлическая ложка будет казаться теплее деревянной ложки.
Вы можете увидеть сами, когда разогреваете (например, в духовке) металлический и деревянный предмет - или керамическую кружку, полную горячего чая.
Максимальная температура, которую человеческая рука может "выдерживать", не вызывая защитный рефлекс, который заставляет нас отдернуть ее - составляет около 80 градусов по Цельсию. Тем не менее, нормальный, неподготовленный человек уже имеет проблемы с температурой около 60 градусов по Цельсию.
Подписывайтесь на мой канал чтобы не пропустить ничего интересного. Комментируйте и делитесь информацией. В споре рождается истина.
Спасибо что читаете.
